工程材料与先进成形技术基础

本书全面系统地阐述了金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料及其成形工艺的基本原理、基础知识和工程应用。本书包含工程材料的基础理论、常用工程材料、工程材料成形技术和工程材料失效分析与材料选用四篇，既注重体现材料科学的基础理论和知识，也重点阐述了材料加工新技术的发展与应用，以及工程材料在航空航天、机械车辆、海洋工程装备等产业中的应用，加强理论联系实际，增强对学生基础理论素养和实际工程技术能力的培养，符合新工科的要求。本书可作为高等学校机械类、近机械类及工科相关专业本科生的教材，也可供相关工程技术人员参考。

目录 前言 第1篇工程材料的基础理论 第1章工程材料的结构与性能2 11材料的主要性能2 111材料的力学性能2 112材料的物理性能8 113材料的化学性能9 12材料的键合方式11 121离子键11 122共价键12 123金属键12 124分子间作用力13 125氢键14 13金属材料的晶体结构14 131晶体的概念14 132晶体的主要类型18 133纯金属的晶体结构18 134实际金属的晶体结构20 135合金的相结构22 14高分子材料的结构与性能24 141高分子化合物的基本概念24 142高分子化合物的结构25 143高分子材料的性能28 15陶瓷材料的组织结构与性能29 151陶瓷的概念29 152陶瓷的组织结构29 153陶瓷的性能32 16复合材料的结构与性能32 161复合材料的基本概念32 162复合材料的组织结构34 163复合材料的性能34 思考与练习36 第2章金属材料的凝固37 21纯金属的结晶37 211凝固的基本概念37 212纯金属的结晶过程38 213铸锭的凝固41 22二元合金相图44 221二元合金相图的建立44 222匀晶相图46 223共晶相图48 224共析相图52 23铁碳合金相图52 231纯铁53 232铁碳合金的基本相和组织53 233铁碳合金相图分析54 234铁碳合金成分、组织与性能的 关系65 235铁碳合金相图的应用69 思考与练习70 第3章金属材料的热处理与表面 改性71 31热处理基本原理71 311钢在加热时的转变71 312钢在冷却时的转变75 313钢的过冷奥氏体转变图82 32热处理工艺方法85 321退火85 322正火86 323淬火87 324回火90 325表面淬火和化学热处理93 33热处理零件结构工艺性及技术条件 标注94 331热处理零件结构工艺性94 332热处理技术条件的标注96 34表面改性技术97 341表面改性沧化膜处理98 342表面改性餐浚ǘ疲┎愠粱99 35热处理技术的新进展102 351锻造余热强化处理102 352超细强化热处理103 353计算机辅助热处理104 思考与练习105第2篇常用工程材料 第4章金属材料107 41工业用钢107 411钢的分类与编号107 412结构钢110 413工具钢123 42铸铁146 421铸铁的分类及性能147 422铸铁的石墨化及其影响因素147 423常用铸铁149 43非铁金属及其合金155 431铝及其合金155 432镁及镁合金161 433铜及其合金165 434钛及钛合金169 435轴承合金171 思考与练习173 第5章高分子材料176 51工程塑料176 511塑料的组成及分类176 512塑料制品的成型与加工178 513常用工程塑料180 52橡胶与合成纤维185 521橡胶185 522合成纤维187 53合成胶粘剂和涂料188 531合成胶粘剂188 532涂料190 思考与练习192 第6章陶瓷材料193 61概述193 611陶瓷的分类193 612陶瓷的制造工艺196 62常用工程结构陶瓷材料198 621普通陶瓷198 622特种陶瓷198 思考与练习204 第7章复合材料205 71复合材料增强理论简介205 711纳米粒子增强复合理论205 712纤维增强复合理论206 72复合材料的分类206 721金属基复合材料206 722陶瓷基复合材料208 723树脂基复合材料211 724碳/碳复合材料213 思考与练习215 第8章功能材料和纳米材料216 81功能材料216 811发光材料216 812电池材料219 813储氢材料222 814生物医用材料225 815智能材料227 82纳米材料229 821纳米材料的基本效应229 822纳米材料的性能230 823纳米材料的应用233 思考与练习235第3篇工程材料成形技术 第9章铸造技术238 91铸造工艺基础238 911液态合金的充型238 912铸件的凝固与收缩241 913铸造缺陷分析243 914铸件质量分析250 92砂型铸造251 921造型方法的选择251 922浇注位置和分型面的选择253 923工艺参数的选择255 924综合分析举例256 93特种铸造258 931熔模铸造258 932金属型铸造260 933压力铸造262 94铸件结构的工艺性264 941铸造工艺对铸件结构的要求264 942铸造性能对铸件结构的要求265 95铸造技术的新进展268 951定向凝固技术268 952数字化无模铸造精密成形技术270 953快速成形技术及其应用272 思考与练习276 第10章塑性加工技术278 101塑性加工基础278 1011金属塑性变形的实质278 1012塑性变形对金属组织和性能的 影响280 1013金属的可锻性282 102锻造284 1021自由锻285 1022模锻289 103板料冲压292 1031分离工序293 1032变形工序296 1033冲压模具300 104塑性加工件结构工艺性301 1041锻件结构工艺性301 1042冲压件结构工艺性304 105塑性加工技术的新进展307 1051特种塑性加工307 1052计算机在塑性加工中的应用311 思考与练习312 第11章焊接技术314 111焊接工艺基础315 1111焊接电弧315 1112焊接冶金过程316 1113焊接接头的组织与性能317 1114焊接应力与变形318 1115常用工程材料的焊接321 112常用焊接工艺方法326 1121熔焊326 1122压焊334 1123钎焊337 113焊接件结构工艺性338 1131焊接结构材料和工艺的选择338 1132焊接接头的选择和设计339 1133焊缝的设计341 114焊接件质量检验344 1141焊接件缺陷344 1142焊接件质量检验方法345 115焊接技术的新进展346 1151熔焊工艺新技术346 1152计算机数值模拟技术347 1153焊接机器人和智能化348 思考与练习348 第12章特种加工技术350 121电解加工352 1211电解加工的基本原理352 1212电解加工的设备及工艺特点353 1213电解加工的应用354 122电子束加工355 1221电子束加工的分类和基本 原理355 1222电子束加工的设备及工艺 特点356 1223电子束加工的应用358 1233D打印361 12313D打印的基本原理361 12323D打印技术分类及成形特点361 12333D打印的应用365 思考与练习366第4篇工程材料失效分析与材料选用 第13章零件的失效与强韧化368 131零件的失效368 1311零件失效形式369 1312零件失效原因370 1313零件失效分析方法372 132工程材料的强韧化375 1321金属材料的强韧化375 1322高分子材料的强韧化377 1323陶瓷材料的强韧化378 思考与练习379 第14章工程材料及其成形工艺的 选用380 141工程材料及其成形工艺的选用 原则380 1411使用性能原则380 1412工艺性能原则381 1413经济性原则383 1414可持续发展原则385 142典型零件选材及成形工艺路线386 1421齿轮类零件386 1422轴类零件388 1423刃具类零件389 思考与练习392 第15章工程材料及成形工艺在高端 装备上的应用393 151汽车工业领域的应用393 1511新能源汽车用材特点393 1512新能源汽车用材典型成形 工艺398 152航空航天领域的应用401 1521航空航天器用材特点401 1522航空航天器用材典型成形 工艺405 153海洋工程领域的应用407 1531海洋工程装备用材特点407 1532海洋工程装备用材典型成形 工艺411 思考与练习414 参考文献415